Preparazione della gomma butilica mediante polimerizzazione in soluzione cationica
Il processo di polimerizzazione cationica comprende generalmente la raffinazione e la preparazione di monomeri e altri componenti, la preparazione di iniziatori, il processo di polimerizzazione, la separazione di monomeri e solventi non reagiti, il riciclaggio e la post-lavorazione dei prodotti di polimerizzazione.
I fattori che influenzano sono solitamente influenzati dal solvente e dalla temperatura.
La tabella seguente elenca i solventi e i relativi parametri per la polimerizzazione cationica.
| Solventi e relativi parametri per la polimerizzazione cationica | ||||
| Solvente | Punto di fusione/grado | Punto di ebollizione/grado | Densità relativa | Costante dielettrica |
| Etilene | -181 | -103.7 | ||
| Etano | -183.3 | -88.6 | ||
| propano | -189.9 | -42.1 | 0.585（-45grado ) | 1.61（0grado ) |
| n-butano | -138.9 | -0.5 | 0.58 | 1.76（20grado ) |
| n-esano | -95 | 69 | 0.66 | 1.890（20grado ) |
| cicloesano | 6.6 | 80.7 | 0.779 | 2.023（20grado ) |
| benzene | 5.5 | 80.1 | 0.879 | 2.248（20grado ) |
| Toluene | -95 | 110.6 | 0.867 | 2.379（25grado ) |
| Cloruro di metile | -97.7 | -24.2 | 0.916 | 12.6（-20grado ) |
| Cloruro di etile | -136.4 | 12.3 | 0.898 | 16.5（-72grado ) |
| Diclorometano | -95.5 | 40 | 1.327 | 9.08（20grado ) |
| Cloroformio | -63.5 | 61.7 | 1.483 | 4.806（20grado ) |
| Tetraclorometano | -23 | 76.5 | 1.594 | 2.238（20grado ) |
| 1,2-Dicloroetano | -35.4 | 83.5 | 1.235 | 10.65（20grado ) |
| clorobenzene | -45.6 | 132 | 1.106 | 5.708（20grado ) |
| o-diclorobenzene | -17 | 180.5 | 1.305 | 9.93（25grado ) |
| m-diclorobenzene | -24.7 | 173 | 1.288 | 5.04（25grado ) |
| Nitrometano | -17 | 100.8 | 1.137 | 35.9（20grado ) |
| Nitroetano | -50 | 115 | 1.045 | 28.06（30grado ) |
| Nitrobenzene | 5.7 | 210.8 | 1.204 | 34.82（25grado ) |
| diossido di carbonio | '-56.5（5 del mattino） | -78.5 | 1.6（20grado ,50atm） | |
| disolfuro di carbonio | -110.8 | 46.3 | 1.263 | 2.641(20grado) |
| diossido di zolfo | -72.7 | -10 | 17.6(-20grado) | |
La catena attiva di crescita cationica è molto attiva ed è soggetta al trasferimento della catena a monomeri e solventi. Quando la temperatura di polimerizzazione è elevata, il peso molecolare del prodotto diminuirà notevolmente. Per sintetizzare polimeri ad alto peso molecolare, deve essere effettuato a temperatura molto bassa.
L'energia di attivazione totale della polimerizzazione cationica è nell'intervallo di -21~42kJ/mol, che è relativamente piccola. Quando l'energia di attivazione è complessa, il tasso di crescita della catena aumenta al diminuire della temperatura, fenomeno esclusivo della polimerizzazione cationica.
I cationi possono polimerizzare solo a temperature più basse. Ad esempio, la lunghezza media della catena del polimero ottenuto dalla polimerizzazione cationica dell'isobutilene ha un punto di svolta vicino a -100 gradi. Questo perché al di sopra del -100 grado, il trasferimento della catena avviene principalmente al solvente, mentre al di sotto del -100 grado, il trasferimento della catena avviene principalmente al monomero. Produzione industriale di gomma butilica Selezionare la temperatura di reazione intorno a -100 gradi.
La gomma butilica è un polimero casuale ottenuto mediante polimerizzazione cationica di isobutilene e isoprene sotto l'azione di un iniziatore cationico. La catena macromolecolare della gomma butilica ha una struttura lineare praticamente priva di ramificazioni. Sulla catena macromolecolare, l'isobutilene è principalmente collegato testa a coda, l'isoprene è principalmente una struttura trans-1,4- e la struttura aggregata non è ramificata. Prendere forma. In circostanze normali, la temperatura del vetro della gomma butilica amorfa è di circa -70 gradi e può cristallizzare sotto stiramento. La tabella seguente mostra la tenuta all'aria di diverse gomme comuni.
| Tenuta all'aria di diverse gomme comunemente usate | |||||
| Varietà di gomma | Aria | ossigeno | Azoto | diossido di carbonio | idrogeno |
| gomma naturale | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Gomma stirene-butadiene | 65 | 73 | 60 | 72 | 84 |
| Neoprene | 30 | 17 | 24 | 25 | 27 |
| Gomma butilica | 13 | 6 | 11 | 14 | 15 |
Rispetto ad altre gomme altamente insature, la resistenza all'ozono della gomma butilica è circa 10 volte superiore a quella della gomma naturale, della gomma stirene-butadiene, ecc. La sua resistenza al calore, alla luce solare e all'ossigeno è migliore di altre gomme per uso generale. Ha una migliore temperatura elevata> 100 gradi, elasticità e maggiore resistenza al calore. (Circa 150 gradi). Buon isolamento elettrico, migliore della normale gomma.
Anche la gomma butilica presenta dei difetti. A causa della piccola quantità di isoprene, la velocità di vulcanizzazione è ridotta, il che ostacola la co-vulcanizzazione della gomma butilica e della gomma altamente insatura comunemente utilizzata nei pneumatici. La gomma butilica ha scarsa adesione ad altre gomme, autoadesività e scarsa adesione reciproca e non è facilmente compatibile con altre gomme. Scarsa resilienza e alto potere calorifico. Il peso molecolare della gomma vulcanizzata della gomma butilica diminuirà dopo l'invecchiamento termico, quindi è un polimero degradabile termicamente. Gli alogenuri della gomma butilica sono la gomma clorobutilica e la gomma bromobutilica. Anche la compatibilità, l'autoadesione e la mutua adesione dei suoi alogenuri con altri polimeri sono migliori di quelle della gomma butilica. Queste due gomme butiliche alogenate sono attualmente un materiale comune per i rivestimenti interni dei pneumatici e i tappi delle bottiglie farmaceutiche.
La reazione di copolimerizzazione della gomma butilica è la seguente:
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Esistono due metodi di polimerizzazione per la produzione della gomma butilica: polimerizzazione in soluzione e polimerizzazione in sospensione. Ne discuteremo nella fase successiva.